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氮化鎵電晶體添柴加薪 無線充電功率密度更進一步

文‧楊東益/林錦宏 發布日期:2019/02/27 關鍵字:GaNQiPTUPRUMOSFET

無線充電的實現使得手持式裝置得以捨棄傳統電源適配器或充電器的接頭與冗長的電源線。雖然這項技術已存在一段時日,而且有些智慧型手機也已經支援無線充電功能,目前也被應用開發在平板式裝置與筆記型電腦,可以預期在接下來的幾年,無線充電也會被逐漸廣泛使用在其他應用之上。本文將說明氮化鎵(GaN)電晶體優於金氧半電晶體(MOSFET),應用在無線充電的兩個常用之功率放大拓撲。

目前最常用的無線充電標準是感應式(Qi),其操作頻率範圍介於100到300KHz,系統允許對單一裝置在非常靠近的距離且特定的方向充電,隨著無線充電在消費性與工業市場的需求提高而被許多設計者採用,無線充電使用的class D與class E諧振逆變拓撲不是新的技術,但因為其諧振耦合的優點早已被使用在射頻的應用,這些拓撲被應用在無線充電的發射端,其可達到高效率在1到10MHz的操作頻率範圍。

AirFuel聯盟提出操作頻率6.78MHz在工業、科學與醫學領域的方法,利用高Q因子諧振器之諧振感應耦合來達到較弱的磁場與較長距離的功率傳輸,這可以同時對幾個不同方向的裝置充電。法拉第定律說明線圈的磁場變化造成電位的產生,無線功率傳輸中之RF功率放大器驅動功率傳輸單元(PTU),是由一個調諧電路的線圈去產生一個變化的磁場所組成。

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